Интегральная схема Советский патент 1992 года по МПК H01L27/10 

, И Ьбретение относится к полупроводниковой-электронике, . а конкретно к полупроводниковым Ю1тегральным схемам на основе комп.рементарньпс МОП-тран- зисторов.

Целью изобретения является повьте- ние степени интеграции и надежности работы в условиях внешних воздействий интегральной схемы путем уменьшения площади, занимаемой шинами питания и общими шинами, охранными областями, и ослабления зависимости изменения пороговых напряжений транзисторов при воздействии внешних факторов,. , На фиг, 1 изображена структурная схема кристалла интегральной схеьш; на фиг, 2 - топологическая схема матрицы п- и р-канальиых гранзисторов; на фиг , 3 - поперечный разрез активной структуры интегральной схемы.

Интегральная схема (фиг. IT с.одер жит матрицу 1 р- и п-канальных МОП- транзисторов, содержапсих нзолирую1дис транзисторы, и размещенных в ряд параллельных столбцов 2, ячейки вводавывода 3,периферийные контактные

площадки. 4, шины -питания 5 и общие шины 6j размещенные под столбцами 2 тран зисторов. Интегральная схема (фиг. 3.) выполнена в полупроводнико. вой подложке п-типа проводимости, В - интегральной схеме (фиг, 2) МОП-тран зисторы формируются в удлиненных об ;:астях 7 и 8 р- и п-типа проводимости,

разделенных изолирующим диэлектриком 9 чередующихся в направлении ряда и окруженных высоколегированными первьг т ми охранными областяьш 10 и 11 и п -типа гфоводимости соответственно. Область 7,р-типа рлэделена нж первую

СП

Об

о

ел

К1

iil вторую удлиненные области Ь и 13 рыведенной на планарну поверхность ин гегральной схемы stopofl охрапной областью 14 р -типа проводимости, размещенной вдоль удлиненной .области . 7 р-тнпа проводимости и смыкающейся 1Э верхней и нижней ее части с первой охранной-обла стью 10 проводи- имости. Электроды затворов 15 п канапь-|д ных МОП-транзисторов, отделенные ,от первой и второй областей 12 и 13 р- типа TCJHKHM подзатворным диэлектриком 16, равномерно размещены в два

рек первой и второй областей 21 и 22 п-типа, перекрывайт с одного конца первую охранную область 11 1т --типа, с другого вторую охранную,область 23 п- -типа проводимости и отделены от них изолирующим диэлектриком 9. Меящу электродами затворов сформированы области 25 p -типа проводимости, образующие истоки и стоки р канальных МОП-транзисторов, отделенные от первой и второй охранных областей 11 и .23 проводимости на расстояние, превьппающее величину

столбца tionepeK первой и второй Улли- j бокоаого ухода охранных областей 11,

-..ы Л f „. 41 „ -«..« я «н гч п fxu-iо 3 ч г 1ЙГ 1Г«Ч« ат1 ЛГ T / tfrtta tX

ненных областей 12 и 13 р-типа пpcвo димc5cти и перекрывают с одного конца первую охранную область р -ткпа проводимости ас другого - вторую окран- нуй область 14 р1---типа проводимости, 0 Между электродами затворов 15 сформированы области 17 про 5одим(эсти образующие истоки и стоки п-канальных МОП-транзисторов, Области 17 отделены от первой и второй областей 10 и 14 , 25 р -типа проводимости изолирующим ди- электргшом 9 на расстоя-ние, превьвдаю- щее величину бокового ухода охранных областей 10 н 14 р+-тиг1а, и областей 1-7 истоков и стоков ,, а изолирующий Q диэлектрик 9 перекрыт электродом зат вора Т5 на величину рассовмещения электродов затворов 15 и изолирующего. диэлектрика 9. Вторая охранная область

14 п -типа вместе с электродами зат35

23 ri -типа и областей 25 истоков и стоков р-канапьньк МОП-транзисторов, Области 25 истоков и стоков и вторая охранная область 23 покрыты пассивирующим диэлектриком 18, на котором вдоль удлиненной области 8 п-тнпа пр водимоети размещена металличированна шина питания 26, покрывающая вторую охранную область 23 и края электродо затворов 24, под которой: в пассивиру ющем диэлектрике 18 над электродами затворов -24 изолирующих :р-канальных МОП-транзисторов и второй охранной областью 23 сформированы контактные окна 27, электрод затвора 15 по мень шей мере одного п-канапьноГо МОП-тра зистора соединен сэлектродом затвора 24 одного р канального МОП-транзистора, его исток соединен с общей, шиной 19, сток соединен со сток-ом - р-канального МОП-транзистора, исток которого соединен с шиной питания 26 Разделение вторыми охранными обла с т ими 14 и 23 н п -типов поз воля

35

воров 15 и п-областей 17 истоков и стоков покрыта пассивирующим диэле.кт- риком 18j на которон вдоль удлиненной области 7 р-типа размещена общая шина 19, покрывающая вторую охранную об- ласть 14 р-типа и края электродов затворов 15. Под шиной 19 в пассивирую- щем диэлектрике 18 сформированы контактные окна 20 к второй области 14 р-типа электродом затворов 15 изолирующих МОП-транзнстрров.

Область п-типа проводимости разделена на первую и вторую удлиненные области 21 и 22 выведенной на планар- ную поверхность интегральной схемы второй охранной областью 23 п -типа и смыкающейся в верх1 (ей и нижней ее части с первой охранной областью 11

п -типа проводимости. Электроды затворов 24 р-канальных МОП-транзисторов, отделенные от первой к второй облас тей 21 и 22 п-типа проводимости тонким подзатворным диэлектриком Iti, равномерно размещены в два столбца попе .,

50

57

рек первой и второй областей 21 и 22 п-типа, перекрывайт с одного конца первую охранную область 11 1т --типа, а с другого вторую охранную,область 23 п- -типа проводимости и отделены от них изолирующим диэлектриком 9. Меящу электродами затворов сформированы области 25 p -типа проводимости, образующие истоки и стоки р канальных МОП-транзисторов, отделенные от первой и второй охранных областей 11 и .23 проводимости на расстояние, превьппающее величину

бокоаого ухода охранных областей 11,

о 3 ч г 1ЙГ 1Г«Ч« ат1 ЛГ T / tfrtta tX

5 Q

5

23 ri -типа и областей 25 истоков и стоков р-канапьньк МОП-транзисторов, Области 25 истоков и стоков и вторая охранная область 23 покрыты пассивирующим диэлектриком 18, на котором вдоль удлиненной области 8 п-тнпа про водимоети размещена металличированная шина питания 26, покрывающая вторую охранную область 23 и края электродов затворов 24, под которой: в пассивирующем диэлектрике 18 над электродами затворов -24 изолирующих :р-канальных . МОП-транзисторов и второй охранной областью 23 сформированы контактные окна 27, электрод затвора 15 по меньшей мере одного п-канапьноГо МОП-транзистора соединен сэлектродом затвора 24 одного р канального МОП-транзистора, его исток соединен с общей, шиной 19, сток соединен со сток-ом - р-канального МОП-транзистора, исток которого соединен с шиной питания 26.. . Разделение вторыми охранными обла- с т ими 14 и 23 н п -типов поз воля

, ет использовать по одной шине питания 26 н общей шине 19 для каж,дой пары МОП-транзисторов, размещенных в областях 12 и 21, и тем самым уменьпштв ик количество в 2 раза, при этом шины ., размещены под вторыми охранными областями и не требуют для их размещения дополнительной площади, что пq9вoляet уменьшить площадь кристалла интеграль- ной схемы. Размещение затворов МОП-. транзисторов поперек .удлиненных обла стей 12, 2t и перекрытие электродалш затворов 15 МОП-транзисторов первых охранных областей 10 11 и вторых ,., охранных областей I4j, 23, под котор ы- ми размещены шины-питания 26 и общие пины 19, позволяют одновременно обес печить изоляцию МОП-транзисторов за- крытымя изолирующими транзисторами подключением их электродов,затворов

50

5I

соответственно к общей шин питания 26 простым вскрытием контактных окон 20, 27 в диэлектрике 18 под электродами затворов 15, При этом охранные области , п -тнпов между каждым из МОП-трапэисторов, занимающие большую площадь, отсутствуют, что позволяет увеличить количество МОП- Тран- зисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы. Одновременно выход электродов затворов 15 п каналь- ных МОП-транзисторов на р -охранные области 10, 14, на которых расположены области тонкого подзатворного ди- электрика 16 позволяет улучшить устойчивость к внешним воздействиям за счет устранения канала утечек между элек-йродами сток-исток п-канальных транзисторов и уменьшения зависимо- сти величины пороговогс напряжения от уровня внешних воздействий.

Таким образом, применение изобретения позволяет повысить степень ин теграции интегральной схемы при одно- .временном улучшении устойчивости к внешним воздействиям.

Форм У л а и 30 б р е т. е н и я

35

Интегральная схема, включающая матрицу, р- и п-канальных МОП-транзи- стрров, размещенных рядами параллельных столбцов, диэлектрические изоли- ругощие области и изолированные области п- и р-типа проводимости, охранные области и p -типа проводимости шины питания-и общую шину, расположенные над столбцами транзисторов, изолирующие МОП-транзисторы, Q о т и ч а ю щ а я с я тем, что, с целы првьшения степени интеграции и надежности работы в условиях внешних воздействий, изолированные области . выполнены чередующимися в направлении 45 ряда при этом изолированные области ргтипа проводимости разделены на-пер вую и вторую удлиненную области выведенной на планарную поверхность дс - полнительной второй р -охранной об- 50 ластыб, смыкающейся с первой охранной

л j 0

5

0

5

Q 5 0

37

обляг гмс p -типа прополнмости, электроды затворов п-канлльнмх МОИ-трлмчм сторон рашюмерио разнещрны в дяя столбца поперек упомянутых псрпоП н второй удлин иных област ей р-типа и перекрывают с одного конца первую охранную область р -типа , я с другого- охранную область , между электродами затворор сформированы области п -Tima, обрая пощие их истоки и стоки, отделенные от охря иных областей изолирующим диэлектриком с толщинойрпревьппающей величину бокопо- го У Хода охранных р -областей м областей истоков и стоков iT -THna, при этом изолирующий диэлектрик перекрыт электродом затвора на величину рассо- вмещения электродов затрора и изолирующего диэлектрика, вторая охранная . р -область, электроды затворов, истоков и стоков п-канальных МОП-траизи- сторов покрыты пасс11внрую1цим диэлектриком, на котором вдоль областей р- типа расположена общая шина, соединен-, ная с второй охранной р+ -областью и с затворами изолируюншх п-канальных МОП-транзисторов, изолирокянные области п-типа разделены на первую и йто- рую удлине н1-1ые области выведенной па планарную поверхность второй оХран- 1ой -областью п -типа, смыкающейся с первой охранной областью п -типа, электроды затворов р-канальных МОП- транзисторов равномерно размещены в два столбца поперек упомянутых удлиненных областей п-типа и перекрывают . первую и вторую охранные области типа, между электродами затвороп сфор- мированы области р -тнпа, образующие истоки р-канальных МОП-транзисторов, отделенные от охранных областей изог- лирующим диэлектриком на расстояние, превышающее величину бокового ухоДа охранных областей п -типа и областей стоков и истоков, шина питания распо- лолсена над второй охранной п -обла- стью, перекрывает края электродов затБороа и соединена с второй охранной п -областью и затворами изолирующих р канальных МОП-транзисторов.

°5П:Г5Ъ а а а аа

Изобретение относится к интегральным схемам на КМОП-транэнсторах, Целью изобрете шя является повышение степени интеграции и надез ности функ- даопирования в условиях внешних .воздействий интегральной схемы, выполненной в полупроводинковом слое и со-: держащей матрицу р- и п-камяльныХ МОП-транаисторов путем устранения утечек исток - сток п-канальных транзисторов и защелкивания в условиях внешних воздействий,. В интегральной : схеме цель в ,условиях вмешних всздей- ствий достигается разделением областей р- и п-типа на две удлиненные области охранными областями р- и п- типа, размещением затворов поперек удлиненных областей р- и п-типа, их перекрытием первой и второй охранных областей р- и п-типа и размещением общей 1Ш1НЫ и шины питания-над вторыми охранными областями п- и р-типа с контактом с Н ггм, 3 ип.

4

а а

а а о р -а

а а па па а о о-I и iii i JT-iiriMMi«iiiu4j j-m « iLiJftBiiL jiau--Uiiiii i и Ti uniiii iiiijui 1М11ШМЩи11Июи «

, .,

fi

/

сН a d D

p a p p p

n